[發明專利]一種用于高溫顆粒的取樣裝置

有效

• 申請號: 201310223780.1
• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號: CN103335861A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 劉馬林;張秉忠;邵友林;朱鈞國;劉兵;楊冰
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N1/02
• 分類號: G01N1/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 韓國勝

技術領域

本發明涉及機械制造技術領域，尤其涉及一種用于高溫顆粒的取樣裝置。?

背景技術

我國球床式高溫氣冷堆所使用的陶瓷型燃料元件直徑為60mm，結構為球形包覆顆粒（TRISO）彌散在燃料區的石墨基體中。高溫氣冷堆核電站的固有安全性的第一道保證就是所使用的核燃料為TRISO型包覆顆粒，其由核燃料核芯、疏松熱解碳層、內致密熱解碳層、碳化硅層和外致密熱解碳層組成。上述包覆層在設計溫度下可以很好地阻止裂變產物逸出燃料顆粒，這種具有四層復合結構的核燃料顆粒是在噴動床中采用高溫化學氣相沉積的方法制備得到的。為了提高包覆效率，需要在包覆完一層后不停爐降溫，而是直接更換流化和包覆氣體，開始下一層包覆，即進行四層連續包覆，可以節省成本，提高效率。因此為了判斷每層的包覆質量，需要在每一層包覆結束后，在不降溫停爐的高溫狀態下取出顆粒樣品，分別得到包覆一層（疏松熱解碳層）的包覆顆粒樣品，包覆兩層（疏松熱解碳層和內致密層）的包覆顆粒樣品，包覆三層（疏松熱解碳層，內致密層和碳化硅層）的包覆顆粒樣品，以利于材料分析。?

面對高溫氣冷堆的商業化趨勢，燃料元件生產走向規模化，迫切需要一套適應生產要求的高溫顆粒取樣裝置。現有技術中是通過關閉噴動床立式爐底部的噴動氣體開關，同時打開垂直于噴動床立式爐底部的閥門開關以實現顆粒在重力作用下下落，從而取到高溫顆粒樣品，這種方法有很多缺點：?

（1）閥門開關需直接接觸高溫顆粒，承受高溫考驗，容易損壞；?

（2）噴動氣體開關和閥門開關的配合難以準確實現，閥門開關處容易殘留顆粒；?

（3）打開和關閉閥門開關容易將高溫顆粒擠碎，造成顆粒表面污染。?

發明內容

（一）要解決的技術問題?

本發明的目的在于提供一種用于高溫顆粒的取樣裝置，以克服現有技術中的取樣方式存在的高溫顆粒直接接觸閥門開關、噴動氣體開關和閥門開關的配合難以準確實現、打開和關閉閥門開關容易將高溫顆粒擠碎的缺陷。?

（二）技術方案?

為了解決上述技術問題，本發明提供一種用于高溫顆粒的取樣裝置，所述取樣裝置包括：取樣管；?

所述取樣管用于插入立式爐中取樣；?

所述取樣管包括：樣品槽、進樣口和樣品擋板；?

所述樣品槽位于取樣管的下端，且所述取樣管的下端封閉；?

所述進樣口位于所述樣品槽與所述樣品擋板之間；?

所述樣品擋板與水平面成預設角度，且所述樣品擋板將立式爐中的氣體與空氣隔開。?

進一步，所述取樣裝置還包括：冷卻室、第一支撐板；?

所述冷卻室通過所述第一支撐板固定在所述立式爐的上方；?

所述冷卻室上設置有惰性氣體進氣口和惰性氣體出氣口。?

進一步，所述惰性氣體進氣口設置在所述惰性氣體出氣口的下方。?

進一步，所述取樣裝置還包括：密封件；?

所述密封件設置在所述冷卻室的上方，用于所述冷卻室與所述取樣管之間的密封。?

進一步，所述取樣裝置還包括：定位銷釘；?

所述定位銷釘位于所述冷卻室與所述密封件之間，用于取樣管在取樣和樣品冷卻時的定位。?

進一步，所述取樣管還包括取樣定位線和冷卻定位線；?

所述取樣定位線位于所述冷卻定位線的上方；?

在進行取樣操作時，所述取樣管插入所述立式爐的深度以所述定位銷釘與所述取樣定位線對齊為準；在取樣結束后，對所取樣品進行冷卻時，所述取樣管拔出所述立式爐的長度以所述定位銷釘與所述冷卻定位線對齊為準。?

進一步，所述取樣裝置還包括：圓管、第二支撐板、球閥；?

所述第二支撐板位于所述第一支撐板的下方；?

所述圓管固定在所述第一支撐板和所述第二支撐板之間；?

所述第二支撐板固定在所述立式爐上；?

所述球閥固定在所述圓管內，用于在取樣結束后將所述冷卻室與所述立式爐隔開。?

進一步，所述取樣裝置還包括：閘板閥；?

所述閘板閥位于所述球閥與所述第二支撐板之間，且所述閘板閥固定在所述圓管內，用于避免取樣結束后所述立式爐中的熱量向所述冷卻室傳遞。?

進一步，所述預設角度30°～75°。?

進一步，所述取樣裝置還包括：防墜入蓋板；?

所述防墜入蓋板設置在所述取樣管的上端；?

所述防墜入蓋板的表面積大于所述密封件的表面積；?